一种氧硫化物非线性光学晶体及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种无机晶体材料、制备及其作为非线性光学晶体的应用，属于无机材料领域。

背景技术

波长范围在3-20μm的中远红外激光在激光制导、光电对抗、红外激光通讯、环境监测、毒品稽查等各个方面发挥着举足轻重的作用。红外非线性光学晶体是决定红外激光输出功率与可调谐范围的核心部件，是一类极具战略价值的晶体材料。理想的红外非线性光学晶体需具备大非线性响应、高激光损伤阈值、宽光学透过范围、晶体易于生长等特点。然而目前在红外波段实用的ZnGeP

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型氧硫化物红外非线性光学晶体及其制备方法。

第一方面，本发明提供一种红外非线性光学晶体，化学通式为A

所述红外非线性光学晶体具有层状结构，由[CdGe

第二方面，本发明提供上述任一种红外非线性光学晶体的制备方法，包括：将包含碱土或稀土金属源、镉源、锗源、氧源和硫源的原料置于真空条件下，采用高温固相反应法于700～900℃保温超过24小时后降温冷却。

所述原料中碱土或稀土金属元素、镉元素、锗元素、氧元素和硫元素的摩尔比可为(2～3):1:2:(1～2):(6～8)。氧元素和硫元素可以与碱土或稀土金属元素、镉元素、锗元素来自同一化合物，例如原料包含碱土或稀土金属氧化物、碱土或稀土金属硫化物、硫化镉(CdS)和二硫化锗(GeS

所述高温固相反应法可包括以75～85℃/小时的速率升温至750～850℃。

所述高温固相反应法可包括升温至750～850℃后保温48～72小时，然后以3～8℃/小时的降温速率降温至650℃，之后自然冷却至室温。

第三方面，本发明提供一种红外探测器，包含上述红外非线性光学晶体。

第四方面，本发明提供一种红外激光器，包含上述红外非线性光学晶体。

第五方面，本发明提供一种上述红外非线性光学晶体的用途，可实现可见、近红外和中远红外激光变频输出，用于红外对抗、资源探测、空间反导、激光通讯、医学诊疗、或分子光谱(包括形成具备其中至少一种用途的设备/系统)。

本发明提供一种新型氧硫化物红外非线性光学晶体，化学通式为A

附图说明

图1为本发明A

图2为本发明实施例2的Sr

图3为本发明实施例2的Sr

图4为本发明实施例2的Sr

图5示出本发明实施例2的Sr

具体实施方式

以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

本公开涉及一类红外非线性光学晶体及其制备方法，其化学通式为A

实施形态1

本实施形态的红外非线性光学晶体A

表1 Sr

以下，示例性说明本发明非线性光学晶体A

可将包含碱土或稀土金属源、镉源、锗源、氧源和硫源的原料置于真空条件下，采用高温固相反应法制备。可以将原料在例如研钵中充分研磨混合均匀。真空条件例如为真空抽至0.1～0.3Pa，可以将混合后的原料密封于例如石英管中。原料中碱土或稀土金属元素、镉元素、锗元素、氧元素和硫元素的摩尔比可为(2～3):1:2:(1～2):(6～8)，从而可以进一步获得纯度较高的产物。氧元素和硫元素可以与碱土或稀土金属元素、镉元素、锗元素来自同一化合物，例如原料包含碱土或稀土金属氧化物、碱土或稀土金属硫化物、硫化镉(CdS)和二硫化锗(GeS

可将混合后的原料置于真空条件下，升温至700-900℃，保温超过24小时后降温冷却。该高温固相反应法中，优选以75～85℃/小时的速率升温至750～850℃，从而可以实现较高质量及纯度晶体制备。一些实施例中，反应容器可为石英管，抽真空至0.1Pa后熔化封口，放入马弗炉中，以75-85℃/小时的速率升温至750-850℃。此外，优选升温至750～850℃后保温48～72小时，然后以3～8℃/小时的降温速率降温至650℃，之后自然冷却至室温，从而可以实现较大尺寸晶体生长。

一些实施例中，非线性光学晶体A

(a)将含摩尔比为2～3:1:2:1～2:6～8碱土或稀土元素、镉元素、锗元素、氧元素和硫元素的原料混合均匀，装入反应容器中，抽真空后封口。

(b)将步骤(a)中密封好的反应容器放入马弗炉中，升温至700-900℃，保温一段时间，之后冷却至室温，可得A

本发明提供了一类新型红外非线性光学晶体及其制备方法与用途，其化学式为A

本发明的红外非线性光学晶体A

下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均为常规试剂、常规材料以及常规仪器，均可商购获得，其中所涉及的试剂也可通过常规合成方法合成获得。

实施例1

Sr

实施例2

性能测试：

1)将所得晶体研磨后进行粉末X射线衍射测试，结果如图2所示。所得粉末X射线衍射图谱与单晶结构解析所得Sr

2)使用紫外-可见-近红外漫反射光谱仪测定Sr

3)对所得Sr

4)将粒径为150-212μm的Sr

5)将实施例1制备的Sr

实施例3

Eu